Mikä on luonnontuulivoimaista jähdyttävä torni?

Luonnollinen luokitus jäähtymä torni on tyyppi lämpövaihtaja, joka jäädyttää vettä suoralla yhteydellä ilman kanssa. Sitä käytetään voimaloissa, öljynjalostamoissa, petrokemian laitoksissa ja maakaasulaitoksissa poistaakseen liikaa lämpöä kiertovessa vedessä. Luonnollisen luokituksen jäähtymätorni perustuu konvektiiviseen virtaukseen tarjotakseen ilman virtauksen ilman tuuletuspyöröiden tai muiden mekaanisten laitteiden tarvetta. Ilmanvirtaus johtuu lämpimän ja kostean ilman sisällä tornissa ja kylmän ja kuivan ympäristön ilman ulkopuolella olevan tiheyden erotuksen avulla.

Miten luonnollinen luokitus jäähtymätorni toimii?

Luonnollisen luokituksen jäähtymätornin perustavaa toimintaperiaatetta havainnollistetaan seuraavassa kaaviossa:

Luonnollisen luokituksen jäähtymätornin pääkomponentit ovat:

• Kuumavesiinletti: Tästä kohtaan kuumaa vettä järjestelmästä tai kondensaattorista tulee torniin huipulta. Kuumavesiinletti on yhdistetty sarjaan nozzeleita, jotka sijaitsevat täyttöaineen yläpuolella.

• Täyttöaine: Tämä on porookas materiaali, joka tarjoaa suuren pintapinnan lämmön siirtymiselle veden ja ilman välillä. Täyttöaine voi olla puuta, muovia, metallia tai keramiikkaa. Täyttöaine voidaan järjestää eri tavoin, kuten kastelupalkkeina, ruudukkoina tai elohinepaketeina.

• Kylmävesilauta: Tässä kohtaa viilestyi vesi kerääntyy tornin alaosassa. Kylmävesilaudalla on purkulaulu ja pumpu, joka kierrättää veden takaisin järjestelmään tai kondensaattoriin.

• Ilmainletti: Tästä kohtaan tuore ilma tulee torniin pohjasta. Ilmainletti voidaan avata tai sulkea riippuen tornin suunnittelusta.

• Ilmalähtö: Tästä kohtaan lämpimästi ja kostea ilma poistuu tornista huipulta. Ilmalähdölle voi olla diffuusori tai putki parantamaan ilmanvirtausta.

Veden jäädytys luonnollisessa luokitusjäähtymätornissa sisältää kaksi päämekanismia: sensiibinen lämmön siirto ja latenttilämmön siirto.

• Sensiibinen lämmön siirto: Tämä tapahtuu, kun lämpö siirtyy kuumasta vedestä kylmään ilmaan suoraan yhteydessä. Tuloksena molempien nestemäisten osapuolten lämpötila muuttuu, mutta niiden vaihe ei muutu. Sensiibinen lämmön siirto riippuu tekijöistä, kuten lämpötilaerot, virtausnopeus ja kosketuspinta-ala.

• Latenttilämmön siirto: Tämä tapahtuu, kun lämpö siirtyy kuumasta vedestä kylmään ilmaan häviämällä. Tuloksena osa vettä muuttaa vaihetta nesteenä olevalta tilanteelta höyryksi, samalla imeväksensä lämpöä ympäristöstään. Latenttilämmön siirto riippuu tekijöistä, kuten kosteusosuus, höyryn paine ja massansiirtokerroin.

Sensiibisen ja latenttilämmön siirron yhdistelmä jäädyttää veden ja lämmittää ilmaa. Jäädytetty vesi laskee kylmävesilautaan, kun taas lämmin ilma nousee ilmalähdölle nousuvaan voimaan. Nousuva vaikutus luo luonnollisen luokituksen, joka houkuttelee enemmän tuoretta ilmaa ilmainlettä, luoden jatkuvan jäädytyskierron.

Mitkä ovat luonnollisen luokituksen jäähtymätornien tyypit?

Luonnolliset luokitusjäähtymätornit voidaan luokitella kahdeksi tyypiksi niiden asettelun perusteella:

• Vastakulkusuuntainen luonnollinen luokitusjäähtymätorni: Nämä tornit, vesi virtaa alas ja ilma virtaa ylöspäin vastakkaisiin suuntiin. Tämä mahdollistaa korkeamman lämpötilaeron ja korkeamman jäädytystehon. Näitä tornia vaaditaan kuitenkin enemmän korkeutta ja enemmän kastelu-nozzleja kuin ristiin kulkevia tornia.

• Ristiin kulkeva luonnollinen luokitusjäähtymätorni: Nämä tornit, vesi virtaa alas ja ilma virtaa vaakasuunnassa kohtisuorasti. Tämä mahdollistaa alhaisemman korkeuden ja vähemmän kastelu-nozzleja kuin vastakulkusuuntaiset tornit. Näitä tornia on kuitenkin alhaisempi lämpötilaero ja alhaisempi jäädytysteho kuin vastakulkusuuntaisia tornia.

Seuraava taulukko yhteenvetoa jokaisen tyypin etuja ja haittoja:

| Ristiin kulkeva | Alhaisempi korkeus Alhaisempi hinta Vähemmän kastelu-nozzleja Vähemmän altis kivehtymiselle | Alhaisempi lämpötilaero Alhaisempi jäädytysteho Huonompi vesijako Altis jäätymiselle |

Seuraava kuva näyttää eroa vastakulkusuuntaisten ja ristiin kulkevien luonnollisen luokituksen jäähtymätornien välillä:

Mitkä ovat luonnollisen luokituksen jäähtymätornien sovellukset?

Luonnolliset luokitusjäähtymätornit ovat yleensä suosittuja sovelluksissa, jotka vaativat:

• Suuri ja vakaa jäädytysteho monen vuoden ajan

• Alhaiset operaatiomaksut ja huoltokustannukset

• Alhainen äänitaso ja energiankulutus

• Hyvä kestävyys tuulen kuormituksiin ja ruskoon

Joitakin esimerkkejä sovelluksista, jotka käyttävät luonnollisen luokituksen jäähtymätornia, ovat:

• Lämpövoimalat, jotka käyttävät hiiltä, öljyä, maakaasua tai ydinpolttoainetta sähköntuotannossa

• Öljynjalostamot, jotka prosessivat raakaöljyä eri tuotteiksi, kuten bensiini, diesel, lentokones polttoaine jne.

• Petrokemialaiset laitokset, jotka tuottavat kemikaaleja öljy- tai maakaasupohjaisesta syötteestä

• Maakaasulaitokset, jotka prosessivat maakaasua nestetyksi maakaasuksi (LNG), pakattuksi maakaasuksi (CNG) tai muiksi tuotteiksi

Mitkä ovat luonnollisen luokituksen jäähtymätornien etuja ja haittoja?

Joitakin luonnollisen luokituksen jäähtymätornien etuja ovat:

• Ne eivät vaadi tuuletuspyöröitä tai muita mekaanisia laitteita indukoidakseen ilmanvirtausta, mikä säästää energiaa ja vähentää melua

• Niillä on alhaiset operaatiomaksut ja huoltokustannukset, sillä niissä on vähemmän liikkuvia osia ja vähemmän kulutusta

• Niillä on alhaiset järjestelmän menetykset, sillä ne menettävät alle 1% kokonaismäärästä veden virtauksesta evaporaation myötä

• Niillä on suuri jäädytysteho, sillä ne voivat käsitellä valtavia määriä veden virtausta

• Tuki